Здание отапливаемое, двухпролетное, общей длинной 60 м. Конструктивная схема здания. Компановка поперечной рамы, страница 3

«Нагрузки и воздействия» для II района, местности типа Aw_o=0,48 кПа (480 Н/м²).

При условии H/2l==10,8/(2·18) = 0,3<0,5 значение аэродинамического коэффициента для наружных стен принято: с наветренной стороны c_е=0,8, с подветренной c_е3=-0,6.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки ω_m с наветренной стороны равно: для части здания высотой до 5 м от поверхности

земли при коэффициенте, учитывающем изменение ветрового давления по высоте,

k=0,75:

ω_m1=n_оkc_e=480·0,75·0,8=288Н/м²; то же высотой до 10 м при k=1,0:

ω_m2==230·1·0,8=384 Н/м²; то же высотой до 20 м при k=1,25: 

ω_m2=480·1,25·0,8= 480 Н/м².

На высоте 10,8 м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной  стороны ω_m4= ω_m2+[( ω_m3 – ω_m2)/10](Hi—10) = 384+[(480 – 384)/10](10,8 – 10)=

=391,7 Н/м² = 0,392 кН.

То же на высоте 9 м:

ω_m5=288+[(384 – 288)/5](9 – 5) =364,8 кН/м².

Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной

балки длиной 9 м:

С подветренной стороны:

ω_ms = (c_l3/c_l)ω_m = (0,6/0,8) ·314,55=235,91 Н/м².

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 9 м при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f=l,4, коэффициенте надежности по назначению γ_n=0,95: с наветренной стороны               p=ω_maγ_f γ_n = 314,55·6·1,4·0,95=2510,11 Н/м=2,51кН; с подветренной стороны             p_s=235,91·6·1,4·0,95=1882,56 Н/м=1,88 кН.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 9 м:

5. Определение усилий в стойках рамы.

Рис.6 Расчётная схема поперечной рамы.

Рассмотрим колонну с эксцентриситетами, привязка «нулевая»:

h_в = 380 мм,h_н = 600 мм,

l =750 мм.

a = h_пб+h_р =

= 800+150 =950 мм.

e = (h_н – h_в)/2=(600–380)/2=

=110 мм =0,11 м.

e_ст^в= (d + h_в)/2=(300+380)/2=

=340 мм = 0,34 м.

e_пб=l –h_н/2=750 – 600/2 =

= 450 мм = 0,45 м.

e_ст^н=(h_н+d)/2=(600+300)/2=

= 450 мм = 0,45 м.

Рис.7

Постоянная нагрузка

Момент в уровне верха колонны:

М_в^а= –F_ст^в·е_ст^в=  –59,44·0,34= –20,21 кН·м

Момент в уровне консоли:

М_н^а= –F_n·е –F_к^в·е–(F_ст^в+F_ст^н)·е_ст^н +F_пб·е_пб = –166,5·0,11 –12·0,11–(59,44+30,85)·0,45+ +39·0,45 = –42,71кН·м

Снеговая нагрузка

М_н^а= –F_сн·е = –87·0,11= –9,57 кН·м

М_в^а= 0

Крановая нагрузка

М_max^А=D_max·e_пб = 217· 0,45 = 97,65 кН·м

М_min^А=D_min·e_пб = 87·0,45 = 39,15 кН·м

6. Расчёт прочности средней колонны сплошного сечения.

Данные для расчета сечений: бетон тяжелый класса В 15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, R_b=8,5 МПа; R_bt=0,75 МПа; Е_b=20,5·10³MПа (прил. 1 и 4). Арматура класса A-III,d>10 мм, R_s=R_sc=365 МПа, E_s=2·10⁵ МПа (прил 5),

В данном примере рассмотрен расчет двух сечений: 1 – 0 и 2 – 1.

Сечение 1 – 0 на уровне верха консоли колонны:

Сечение колонны b×h=40×50 см (при а=a´=4см); полезная высота сечения

h₀=50–4=46 см. В сечении действуют три комбинации расчетных усилий:

Усилия	1-я	2-я	3-я
М, кН·м N, кН Q, кН	22,8 317,3 0	74,34 473,9 0	-20,52 473,9 0

Усилия от продолжительного действия нагрузки: M_i=0;

N_i=317,3 кН;

Q_i=0.

Расчёт сечения будем вести по  второй комбинации усилий, при этом расчетное сопротивление R_b следует вводить с коэффициентом γ_b2=1,1 так как в комбинации включены постоянная, снеговая, крановая и ветровая нагрузки.

Расчет необходимо выполнять на все три комбинации, и расчетное сечение симметричной арматуры А_s=А_s^´ должно приниматься наибольшее.

Эксцентриситет: e₀=M/N=7434/473,9=15,69 см, е_а=1,66 см

(см. гл. IV: e_a³(1/30)h= 50/30=1,66 см; e_а³(1/600) ·Н=300/600 =0,5 см; е_a³1 см); l₀=2·H₂=2·3=6 м (в комбинации расчетных усилий учитывается крановая нагрузка),

λ=l₀/i=600/14,43=41,58>14, поэтому необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Условная критическая сила:

где        E_b –начальный модуль упругости бетона;

l₀ – расчётная длина элемента;

I – момент инерции бетонного сечения;